我国环境土壤和湖泊沉积物中放射性核素Pu空间分布特征研究

人类对环境造成的污染日益严重,而放射性核素对环境的污染却尤为严重.通过对我国已有文献报道的土壤和湖泊沉积物中放射性核素Pu的来源、活度和分布特征综合分析,表明我国不同地区表层土壤中放射性核素239+240Pu活度浓度差异较大,但均在1 mBq/g以下.大部分地区土壤中Pu的沉积通量均＜60 Bq/m2,可判定这些地区的Pu均来源于全球沉降,并没有来自我国大气核试验的区域沉降.新疆核试验区周边以外地区240Pu/239Pu比值也与全球沉降比值0.18相似.我国湖泊沉积物中Pu沉积通量差异也较大,但湖泊沉积物中240Pu/239Pu原子比值均与全球沉降的Pu比值接近,没有显著差异.     

不同预处理方法对湖泊沉积物有机磷分级的影响

应用了冷冻干燥后过100目筛(A),冷冻干燥后制备自然粒度(B)和新鲜样品(C)3种湖泊沉积物样品常用预处理方法,以太湖不同湖区的4个沉积物样品为研究对象,研究了不同预处理方法对湖泊沉积物有机磷分级的影响。结果表明,从研究湖泊沉积物各有机磷组分背景值的角度来讲,A处理方法所得结果可以较为真实的反映湖泊沉积物各有机磷组分的实际情况。但是,从研究湖泊生态系统磷循环的角度来讲,B处理方法所得结果可能更加接近实际情况。而C处理方法所得结果则在一定程度上低估了各有机磷组分,特别是对有机磷组分中有效性较强的LOP和MLOP影响较大,对MROP有一定影响,而对HROP含量的影响很小。     

太湖流域典型湖泊沉积物中重金属污染的分布特征

水体沉积物是重金属元素的重要载体,其含量高低能够反应水系环境质量状况.本文研究了太湖流域典型湖泊沉积物表层(0～20 cm)重金属元素的全量和有效量,并利用潜在污染生态危害指数法评价了湖泊沉积物中重金属污染的风险.根据国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值(TEL)和国家土壤质量一级标准,湖泊进水口底泥中重金属的复合污染较严重,其它区域沉积物中的重金属全量也有不同程度的超标现象,底泥中污染重金属主要为Cu、Cd、Ni、Zn.根据国家土壤质量一级标准计算的底泥重金属潜在生态风险性指数(RI)表明,进水口区域为中等污染风险,而湖泊的围网养殖区处于轻度污染风险.底泥中Cd、As、Cu、Ni之间相关性明显,Pb与其他重金属元素间的相关性不显著.这说明湖泊底泥中大多数重金属的污染来源相同,主要是工业污染及沿岸排污;而Pb可能易于沉积和被吸附,导致其在湖泊进水口迅速沉降,因此其空间分布与其他重金属不同.     

桂林市区湖泊沉积物的氮磷研究

对桂林市区湖泊木龙湖、西清湖、宝贤桥、观漪桥、榕溪桥样点湖底表层0～5 cm沉积物进行了采样调查,并分析其总氮、氨氮、亚硝酸盐氮、有机磷、无机磷、有机质、无机质的含量,结果表明,总氮的平均浓度为3 363.6 mg/kg,其中氨氮是沉积物中氮的主要存在形式,占TN的82%。桂林市区湖泊沉积物中磷的含量为230.46～291.35 mg/kg,其中无机磷占主要成分,平均占TP的78.7%。造成这种差异的主要原因为桂林市区没有大型的有机污染源纳入,只有小部分植物残体随着地表径流汇入湖体,同时有机磷和有机氮在不断地被矿化为无机磷、无机氮。部分凹岸带已出现的富营养化现象可能与湖泊沉积物N、P不断积累并释放到水体中有关。     

陕北黄土洼天然淤地坝沉积物粒度特征与降雨关系研究

利用¹³⁷Cs断代技术进行沉积物的测年,结合1953—2010年的降雨资料,对黄土洼天然聚湫坝淤地沉积物粒度特征与降雨的关系进行了分析。结果表明,坝淤地4.1 m沉积物是在近百年内形成的,至少记录了42次较大的暴雨洪水事件;集中性降水形成的洪水,主要携带粗颗粒沉积物,对土壤的侵蚀力更强;在丰水年,沉积物粒度与年降水、7—9月降水、30日最大降水和24 h最大降水的相关性极显著,而在枯水年,沉积物粒度与降水因子的相关性较丰水年弱。本研究为反演陕北黄土高原土壤侵蚀产沙过程,推算侵蚀量提供理论依据。     

滦河流域水库对河流表层沉积物粒度空间分布影响的研究

分析沉积物粒度空间分布规律对于揭示水库的修建对河流污染物沉积和分布的影响具有重要意义。根据海拔高度与河流走向的关系,在滦河干流与支流采集75个表层沉积物样品,对平均粒径、分选系数、偏度系数、峰度系数和粒径差进行分析。结果表明:滦河干流平均粒径为142.3 μm,分选系数3.86,偏度系数0.31,峰度系数1.26;滦河支流平均粒径为208.2 μm,分选系数2.86,偏度系数0.39,峰度系数1.25;滦河干流和支流沉积物平均粒径在上中下游差异显着,干流下游(237.1 μm) >上游(153.3 μm) >中游(71.4 μm);支流下游(531.1 μm) >上游(60.7 μm) >中游(42.4 μm);显示出沉积物沿程粗化的空间分布规律;滦河干流与支流沉积物平均粒径之间差异显着,支流(208.2 μm) >干流(142.3 μm);水库对表层沉积物组分、分选性、偏度和峰度影响显着,水库规模与坝下和坝上沉积物的平均粒径差值呈正相关;建议水资源管理部门加强对河流表层沉积物粒度的监测与分析。     

江苏省西部湖泊表层沉积物中重金属分布特征及其潜在生态风险评价

为了掌握江苏省西部湖泊表层沉积物中重金属的污染情况,利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)分析江苏省西部湖泊表层沉积物中As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量,并采用地积累指数法、富集因子法和Hakanson潜在生态风险指数法对各重金属的污染水平以及潜在生态风险进行评价.结果表明,湖泊表层沉积物中As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量分别为11.6～54.9、0.12～0.91、10.06～20.12、44.01～85.91、22.74～54.17、20.31～40.48、21.40～45.23、68.86～254.09 mg·kg-1.地积累指数法和富集因子法的评价结果均表明,Cd和As是主要的污染物,Cu、Zn和Pb在少数位点为轻度污染,Co、Cr和Ni处于无污染水平.Hakanson 潜在生态风险指数法评价结果显示,综合风险程度顺序为固城湖(284.43)＞石臼湖(280.93)＞白马湖(212.80)＞玄武湖(200.99)＞高邮湖(136.15)＞洪泽湖(133.42)＞骆马湖(79.28),单因素方差分析结果表明,这7个湖泊综合潜在生态风险指数存在极显著差异(P=0.001).因此,固城湖、石臼湖、白马湖和玄武湖表层沉积物重金属潜在生态风险为中等,主要风险污染物为Cd和As,而高邮湖、洪泽湖和骆马湖重金属潜在生态风险较低.     

东北典型湖泊沉积物氮磷和重金属分布特征及其污染评价研究

以东北典型湖泊山口湖为研究对象,采用有机指数、有机氮、潜在生态风险指数及地累积指数评价研究区域沉积物氮磷和重金属污染状况,并对沉积物的生态风险进行评估。结果表明:丰水期和枯水期沉积物TN含量均值分别为3968 mg·kg~(-1)和5780mg·kg~(-1),TP含量均值分别为1557 mg·kg~(-1)和1787 mg·kg~(-1),丰水期沉积物中TN、TP含量低于枯水期。丰水期沉积物C/N均值为20.76,说明沉积物中污染物主要来自外源性颗粒态有机物的输入;枯水期沉积物C/N均值为8.91,说明水体中藻类、水生动植物是沉积物中有机物的主要来源。无论是枯水期还是丰水期,山口湖沉积物氮污染处于Ⅳ级水平,受到一定的有机污染,丰水期沉积物TN、TP含量较高的区域位于上游湖叉入湖口,枯水期沉积物TN、TP含量较高的区域位于山口湖主河道及下游。不同水期沉积物中Cd的污染水平相对较高,而Cu、Ni、As、Zn基本未受到污染或污染水平相对较低,枯水期沉积物中重金属具有高生态风险,丰水期沉积物中重金属具有很高生态风险。     

丹江流域河流表层沉积物粒度分析与重金属污染评价

通过野外调查和采样,对丹江流域22个河流表层沉积物粒度组成特征进行分析,对沉积物中As、Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等8种重金属污染特征进行评价。结果表明:(1)丹江流域河流表层沉积物中沙粒和粉沙含量较高,粘土含量较低;(2)沉积物中重金属Cd和Zn的平均含量高于背景值且污染范围较大;(3)Cu、Pb、Co和Ni 4类重金属的相关性较强,地球化学行为和污染源相似;(4)Cd与Zn的地累积指数数值较高,其中Cd污染程度中等,Zn污染程度较轻。     

荒漠草原不同土壤类型柠条根际土壤养分与土壤颗粒分布特征研究

以宁夏盐池县3种典型土壤灰钙土、红黏土和风沙土为对象,研究柠条根际及非根际土壤的养分、颗粒组成及分布特征,并探讨土壤养分与土壤颗粒组成之间的相关性。结果表明,不同土壤类型柠条根际土壤的颗粒组成差异明显,灰钙土中粉粒含量最高为45.95%,红黏土、风沙土依次递减,风沙土中细砂含量最高为61%,红黏土、灰钙土依次递减;土壤pH值在不同土壤类型中差异不显著(P>0.05),红黏土根际中有机碳含量分别比灰钙土和风沙土高1.29、2.12g·kg^-1,灰钙土中全氮含量分别比红黏土、风沙土高0.07、0.19g·kg^-1,差异显著(P<0.05),柠条在不同土壤类型中对土壤养分的富集率不同,风沙土中有机碳、全氮的富集率分别是红黏土的6.82、1.00倍,红黏土中速效磷的富集率分别是灰钙土和风沙土的2.69、10.38倍。土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮与黏、粉粒含量极显著正相关(P<0.01),与细砂、中砂含量极显著负相关(P<0.01)。由此可见,不同土壤类型影响柠条根际养分的富集率,风沙土中能够富集更多的养分,红黏土对速效养分的富集作用更强,土壤中的粉粒、细砂含量与土壤养分含量的相关性最大。     

不同污染程度沉积物不同粒级有机磷形态及其分布

应用Bowman—Cole法．对污染程度不同的四个湖泊沉积物．在利用干筛法获得各沉积物不同粒级的团聚体后，对其各形态有机磷含量及其分布进行了分析，结果显示：湖泊沉积物中不同形态有机磷均主要分布在细粒级中：总有机磷和各形态有机磷在不同粒级沉积物中的含量均随着污染程度的增加而增加；沉积物中的有机磷主要以中等活性有机磷形态存在，随着湖泊污染程度的增加．活性有机磷在有机磷总量中所占的比例增加，而高度稳定性有机磷的比重下降：沉积物活性较高的活性有机磷（LOP）、中等活性有机磷（MLOP）和中等稳定性有机磷（MROP）与Fe、Al及阳离子交换量（CEC）的相关性高于活性最低的高度稳定性有机磷（HROP）．而HROP与Ca的相关性高于其它三种有机磷。     

磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究

以乌梁素海和岱海表层沉积物为吸附剂,开展了磷在沉积物上的吸附动力学和等温吸附实验研究,采用交叉型Langmuir模型描述了磷在2个湖泊沉积物上的吸附行为,并分析测定了等温吸附后沉积物中磷的形态分布。结果表明,不同浓度条件下沉积物对磷的吸附动力学过程基本相似,Elovich方程能较好地描述2个湖泊沉积物对磷酸盐的吸附动力学过程;Langmuir交叉型吸附等温式能较好地描述磷在岱海和乌梁素海沉积物上的等温吸附行为(R2=0.990),模型中的k、Qm、EPC0、NAP等参数较好地反映了2个湖泊沉积物在成因、粒度及矿物组成等方面的差异;吸附磷的形态再分布揭示颗粒物所吸附的水相磷主要分布于Ex-P,且Or-P是沉积物中重要的潜在生物有效性磷源,对湖泊富营养化的作用不容忽视。     

青海湖表层沉积物营养元素分布特征及相关性分析

以青海湖11个样点的表层沉积物为研究对象,测定分析其营养元素总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)、溶解性磷酸盐(no-apatite inorganic phosphorus,NAIP)和总有机碳(total organic carbon,TOC)含量,并对其分布特征及相关性进行分析。结果表明:TP含量在0.36~0.71g·kg-1之间,平均值为0.59g·kg-1,变异系数为15.42%;TN平均含量为1.74g·kg-1,变异系数43.02%;TOC含量为18.60g·kg-1,变异系数46.61%;TN、TP、TOC含量间呈极显著(P<0.01)的直线线性关系,NAIP与TN、TP和TOC含量间呈显著(P<0.05)的S型曲线线性关系。分析表明,水深度、扰动程度等内源因素可影响青海湖表层沉积物中TN、TP及TOC含量,河流补给、旅游活动等外源输入及自然扩散对溶解性磷酸盐分布有一定的影响。     

胶州湾东岸表层沉积物中多氯联苯的分布特征及风险评价

分别于2009年春季(4月)、夏季(8月)、秋季(10月)、冬季(2010年1月)采集胶州湾东岸海域12个站位表层沉积物样品,参照美国EPA标准方法及采用气相色谱质谱联用(GC/MS)技术对表层沉积物中多氯联苯含量进行分析测定,同时对沉积物中多氯联苯的污染程度、年度分布特征、污染来源进行了研究.结果表明,胶州湾东岸表层沉积物中多氯联苯总量年度平均值较低,在10.39～22.26ng·g-1之间,但各站点含量变化幅度较大,在1.84～l05.22 ng·g-1之间;不同监测季节多氯联苯含量有明显差别,各海域总体含量为夏季＞秋季＞冬季＞春季,整体上呈现出由北向南逐渐降低的趋势,各调查海域含量是李村河＞海泊河＞石老人浴场.生态风险值、效应含量标准法以及毒性当量法评价结果表明,胶州湾东岸表层沉积物总体潜在风险不高,未对生态造成严重影响,但是李村河表层沉积物处于中度污染水平,应当引起关注.     

荣成天鹅湖沉积物中重金属的分布特征研究

通过对表层沉积物中重金属及粒度的分析,研究了荣成天鹅湖重金属的含量水平及分布特征,并对沉积物的环境质量进行了初步评价.结果表明,天鹅湖重金属的总体水平较低,Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的平均含量均低于国家海洋沉积物Ⅰ类质量标准,其中Cr和Pb存在轻度污染.Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn的含量范围分别为0～0.84、1.75～116.11、1.50～29.06、17.36～27.25、2.00～34.98 mg·kg-1和11.48～92.61 mg·kg-1,平均含量排序为Zn>Cr>Pb>Cu、Ni>Cd.天鹅湖重金属的富集状况与沉积物的粒度以及人类活动密切相关,大部分元素的高值区出现在颗粒较细的湖中央以及污染严重的西北部,东南部含量较低.相关分析表明,各重金属之间的相关性较好,其中Cd、Cu、Mn、Zn、Fe间呈高度的正相关,空间分布规律相似;重金属与有机质、粘粒含量呈极显著正相关,而与砂粒呈极显著负相关.根据加拿大制定的沉积物评价标准,天鹅湖沉积物中Cr具有较大的生态危害性.     

茅尾海沉积物营养物质空间分布特征研究

弄清沉积物中营养物质(如氮和磷)的迁移富集规律,对于海域的渔业资源保护和利用、疏浚沉积物综合利用与生态环境功能恢复都非常重要。2010年1月在茅尾海设置7个采样点,分层采集0~30 cm的沉积物样品,研究了茅尾海沉积物中有机质、总氮、无机氮、总磷和溶解性磷酸盐等营养物质的空间分布特征,并利用有机指数法对其营养水平进行了评价。结果表明,有机质、总氮与无机氮含量自茅尾海湾内至湾外呈显著下降的空间变化趋势,有机质在垂向分布上变化不明显,总氮与无机氮含量呈现逐渐增大的趋势,但不显著,3种营养物质之间均有极显著的正相关关系(P0.01);而总磷与溶解性磷酸盐在水平与垂向分布上总体均呈现"低-高-低"波浪型的变化趋势,两项指标在湾内与湾外、各层次间未出现显著性差异,而两者间有极显著的正相关关系(P0.01),且相关系数高达0.96,表明有机质、总氮与无机氮,总磷与溶解性磷酸盐两组营养物质各有同源性。调查海域的有机指数平均值为0.06,属高营养,且位于湾内的3个站点均超过0.08,处于严重污染的高营养状态;C/N值表明,调查海域的营养物质除少量来源于藻类和浮游生物外,多数来源于周边的陆生环境。     

巢湖表层沉积物中重金属的分布及污染评价

对巢湖湖区不同位点的表层沉积物中的Fe、Cr、Pb、Cu、Co、Zn、Ni7种重金属含量进行的分析表明,湖泊沉积物中重金属含量分布呈现一定的区域特征,由于巢湖西半湖靠近合肥市区,大量的工业废水和生活污水通过河道排入巢湖,引起西半湖区中重金属含量高于东半湖区。采用富集因子法和地积累指数法对巢湖沉积物重金属污染现状进行了评价,结果表明,巢湖沉积物中存在Pb、Cu污染,个别地区已相当严重,并呈现沿湖心区至东半湖区逐渐降低趋势。研究表明,两种方法均能对人为污染行为做出较为科学的评价,且两种方法得到的评价结果基本一致。由于重金属元素有很强的毒性,并且能够在食物链中传递,有关部门应及早从流域环境综合规划入手,对重金属污染问题采取有力的控制对策,保护沿湖地区居民免受危害。此外,对巢湖表层沉积物中重金属污染物来源进行了初步分析,据分析结果判断,巢湖沉积物中重金属总量Co、Fe、Cr的来源相似,Zn和Cu的来源相似。     

马铃薯品种块茎不同部位淀粉粒度分布差异的研究

选用8个不同熟期、综合性状良好、在各地生产上主栽的马铃薯品种为试验材料,分别对其顶部、中部和基部的淀粉粒度分布进行对比分析。结果表明:参试品种中顶部、中部、基部的中位径、体积平均径、面积平均径较大的品种为克新12,其次是克新17,较小的为东农303。在同一品种的顶部、中部和基部的中位径、体积平均径、面积平均径对比中,品种东农303、克新17、克新18、克新19中部最大,顶部次之,基部最小;品种克新16、克新20、大西洋为中部最大,基部其次,顶部最小;品种克新12顶部最大,中部次之,基部最小。马铃薯淀粉粒度分布呈现正态分布,粒度集中在0.76~314.69μm,大部分颗粒集中在18.73~155.23μm。